Гидробародинамическое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов



Гидробародинамическое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов

 


Владельцы патента RU 2466804:

Ежов Вацлав Владимирович (RU)

Предложено гидробародинамичеекое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее манжету, полый шток, подпружиненный кавитатор-ограничитель хода. Полый шток оканчивается сопловой(ыми) насадкой(ами), направленной(ыми) на периферийную часть кавитатора-ограничителя хода, который снабжен пружиной, упирающейся в насадку(и), и толкателем, входящим в полость штока и оканчивающимся клапаном, отсекающим полость манжеты от сопловой(ых) насадки(ок). Изобретение повышает эффективность работы устройства и его надежность. 1 ил.

 

Изобретение относится к области очистки внутренних поверхностей напорных трубопроводов от отложений.

Отложения образуются за счет осаждения частиц транспортируемого продукта и последующего прилипания их к стенке трубы.

Зарастание трубы отложениями приводит к уменьшению проходного сечения трубы, снижению ее производительности, повышению энергоемкости процесса.

Известны устройства для очистки внутренних поверхностей трубопроводов использующие гидробародинамический эффект.

Устройство, реализованное в способе [1], состоит из струеформирующей манжеты, штока и подпружиненного центратора-кавитатора, выполняющего роль ограничителя хода устройства.

Недостатком устройства является то, что при встрече его с твердыми (карбонатными) отложениями требуется сложная технологическая манипуляция давлением и расходом рабочего агента, прежде чем устройство разрушит отложения и продолжит свой путь дальше по трубопроводу.

Устройство реализованное в способе [2] - прототип, состоит из струеформирующей манжеты, штока и кавитатора-ограничителя хода. Шток выполнен со сквозным каналом, который снабжен эластичным тором, в котором внутренний диаметр в исходном состоянии равен нулю, а при воздействии на тор повышенного давления и расхода рабочего агента внутренний диаметр тора открывается и он пропускает через себя излишки рабочего агента. При этом увеличивается скорость вхождения рабочего агента в клиновидные канавки манжеты, что влечет за собой и увеличение скорости струй на выходе из клиновидных канавок. В итоге эффективность струй возрастает и они разрушают твердые (карбонатные) отложения.

Однако это устройство трудно реализовать на практике, так как сложно подобрать эластичные свойства тора и исходное давление газа в нем.

В связи с тем, что в рабочем агенте встречаются включения инородных тел - песок, окалина и прочее, надежность тора будет низкой.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы устройства.

Технический результат достигается тем, что полый шток устройства оканчивается сопловой(ыми) насадкой(ами), направленной(ыми) на периферийную часть кавитатора-ограничителя хода, который снабжен пружиной, упирающейся в насадку (и), и толкателем, входящим в полость штока и оканчивающимся клапаном, отсекающим полость манжеты от сопловой(ых) насадки(ок).

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На фиг.1 представлен схематический чертеж гидробародинамического устройства очистки внутренней поверхности трубопроводов.

Устройство состоит из струеформирующей манжеты 1, содержащей пружинные элементы 2, расположенные в два ряда в шахматном порядке и образующие в сопряжении с трубопроводом 3 клиновидные каналы. Внутренняя поверхность манжеты покрыта эластичным элементом 4. К манжете 1 прикреплен полый шток 5, оканчивающийся сопловой насадкой 6, которая может быть выполнена как в виде конуса, внутри которого имеется клиновидная конусная щель (см. фиг.1), так и в виде отдельных конусных сопел брандспойтов (на фиг.1 не показаны).

Внутри сопловой насадки 6 проходит толкатель 7, снабженный клапаном 8 и соединенный с кавитатором-ограничителем хода 9, подпружиненным пружиной 10.

Трубопровод 3 имеет отложения 11, уменьшающие его проходное сечение.

Работает устройство следующим образом. Через приемную камеру (на фиг.1 не показано) устройство заводят в трубопровод 3, с предварительно очищенной заходной частью. Далее на устройство, со стороны манжеты 1, подают рабочий агент (как правило, воду). При перепаде давления перед манжетой 1 и за ней, равном (0,2-0,6) МПа, манжета 1 начинает движение, а в клиновидных каналах вода разгоняется и образует на выходе из клиновидных каналов гидробародинамические струи, разрушающие отложения 11.

При встрече устройства с твердыми (карбонатными) отложениями кавитатор-ограничитель хода 9 упирается в эти отложения и устройство останавливается. Расход и давление рабочего агента при проведении работ контролируются, и при уменьшении расхода становится ясно, что устройство остановилось, упершись в твердые отложения.

Из баланса потоков рабочего агента на входе и выходе клиновидного канала можно записать:

где V1 - скорость входа рабочего агента в клиновидный канал,

S1 - поперечная площадь входа в клиновидный канал,

V2 - скорость выхода рабочего агента из клиновидного канала,

S2 - поперечная площадь выхода из клиновидного канала. Из (1) следует, что V2=V1.

Пусть V1=1,5 м/с, а , тогда V2=3 м/с.

Если V1 увеличить до 2 м/с, то V2 будет 4 м/с.

Поскольку кинетическая энергия струй пропорциональна квадрату ее скорости, то Екин.1=9 ед., а Екин.2=16 ед., то есть энергия струй возросла почти в 2 раза при увеличении скорости входа воды в клиновидные каналы манжеты всего на 0,5 м/с.

Отсюда видно, что для более эффективного разрушения отложений необходимо повышать скорость вхождения рабочего агента в клиновидные каналы манжеты 1.

Для достижения этой цели повышают расход и давление рабочего агента. При этом не манжету 1 начинает действовать большая сила, которая проталкивает устройство в сужение трубы, и его заклинивает там.

Возникает аварийная ситуация. Устройство извлекают из трубы и работу начинают сначала.

В предлагаемом устройстве, при повышении давления и расхода рабочего агента происходит следующее. Манжета 1 через полый шток 5 и сопловую насадку 6 сжимает пружину 10.

Толкатель 7 вместе с клапаном 8 перемещается внутрь полого штока 7 (на фиг.1 показано пунктирными линиями), и рабочий агент устремляется в сопловую насадку 6, где, разгоняясь согласно формуле (1) и вырываясь наружу, начинает разрушать отложения 11.

Резко увеличивается скорость потока рабочего агента при вхождении в клиновидные канавки манжеты, еще больше увеличивается скорость струй рабочего агента при выходе из этих канавок. Скорость струй на выходе из канавок может составить 50 м/с и более.

Резко возрастает кинетическая энергия струй манжеты 1, что и повышает эффективность работы устройства.

При этом струи манжеты 1 и сопловой насадки 6 действуют в одном направлении, что еще больше повышает эффективность разрушения отложений 11, а кавитатор-ограничитель хода 9 создает повышенной мощности турбулентное завихрение, в котором происходит кавитационное схлопывание образующихся вакуумных пузырьков (полостей), которые, в дополнение к вышеперечисленным эффектам, усиливают суммарный эффект разрушения отложений 11.

В связи с тем что тяга реактивных струй сопловой насадки 6 направлена против движения устройства, сила прижатия устройства к отложениям 11 уменьшается, что снижает вероятность заклинивания устройства в сужении трубопровода 3. Повышается надежность работы устройства.

После разрушения отложений 11, пружина 10 выдвигает кавитатор-ограничитель хода 9 в исходное состояние. Клапан 9 запирает сужение (седло) в полом штоке, отсекает полость манжеты 1, куда изначально поступает рабочий агент, от сопловой насадки 6. Действие струй сопловой насадки 6 прекращается. Цикл закончен. Устройство продолжает работу в обычном режиме до встречи со следующим препятствием.

Таким образом, достигнут технический результат - повышение эффективности и надежности работы устройства.

В связи с тем что в устройстве отсутствуют уплотнительные элементы, а абразивные частицы, попадающие в рабочий агент, не причиняют вреда металлическим частям устройства, это дополнительно повышает надежность его работы.

Устройство может быть изготовлено в условиях механических мастерских, то есть обладает промышленной применимостью.

Источники информации

1. Пат. RU 2008105 C1, В08В 9/04, от 12 августа 1991 г.

Гидробародинамический способ Ежова очистки внутренней поверхности трубопроводов.

2. Пат. RU 2055652 C1, В08В 9/04, от 12 марта 1992 г.

Гидробародинамический способ очистки внутренней поверхности трубопроводов - прототип.

Гидробародинамическое устройство очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее манжету, полый шток, подпружиненный кавитатор-ограничитель хода, отличающееся тем, что полый шток оканчивается сопловой(ыми) насадкой(ами), направленной(ыми) на периферийную часть кавитатора-ограничителя хода, который снабжен пружиной, упирающейся в насадку(и), и толкателем, входящим в полость штока и оканчивающимся клапаном, отсекающим полость манжеты от сопловой(ых) насадки(ок).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки внутренних поверхностей напорных трубопроводов от отложений. .

Изобретение относится к нефтяной, газовой, химической отрасли, а также к водохозяйственному комплексу, включая и коммунальное хозяйство. .

Изобретение относится к области очистки внутренних поверхностей напорных трубопроводов от отложений. .

Изобретение относится к области очистки внутренних поверхностей безнапорных трубопроводов от отложений. .

Изобретение относится к установкам и устройствам для очистки змеевиков печных труб от отложений кокса и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области очистки внутренней поверхности труб. .

Изобретение относится к области очистки и касается аппарата для удаления остаточного бетона из цилиндрических контейнеров для готового перемешиваемого бетона. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, предназначено для очистки внутренней поверхности трубопроводов без остановки перекачки. .

Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано для очистки змеевика печи и трансферного трубопровода от отложений кокса на установках замедленного коксования.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и водоснабжения, предназначено для устранения отложений внутри труб и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, которые эксплуатируют трубопроводы.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода

Изобретение относится к водоотводным и дренажным системам и применяется для их очистки. Роторный насадок содержит опорные части и третью часть, которая вращается. Для вращения применяется винтовой насос, соединенный с внутренней поверхностью шестеренчатой передачей, и третья часть имеет снаружи винтовую эластичную нарезку. Опорные части имеют снаружи продольные эластичные пластины. Центральная подводящая труба имеет дулеобразные отверстия в начале и в конце третьей части, которые расположены зеркально по поверхности трубы. Повышается качество работы роторного насадка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам очистки внутренней поверхности труб. При осуществлении способа к трубе присоединяют шаблон, соединенный с устройством, включающим фрезу, щетку, крыльчатку для обеспечения вращения фрезы и щетки, тросом, длина которого превышает длину трубы. Производят отсоединение троса с устройством от шаблона, присоединяют трос с устройством к натяжному барабану. Протаскивание устройства вдоль трубы производят с одновременной подачей воздуха во внутреннюю полость трубы. Повышается эффективность очистки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ремонте нефтепромыслового трубопровода. При ремонте нефтепромыслового трубопровода раскапывают трубопровод на длину до 15 м в начале трубопровода, обрезают трубопровод, конец трубопровода смещают в сторону относительно оси трубопровода на величину до 0,4 м, помещают в трубопровод компоновку в виде винтового забойного двигателя с долотом на насосно-компрессорной трубе, прокачивают по насосно-компрессорной трубе воду с расходом от 0,2 до 0,5 м3/мин под давлением 3-6 МПа, подают трубу с усилием на соленые отложения от 1,5 до 3 т и производят разбуривание соленых отложений, по мере продвижения компоновки внутри трубопровода наращивают колонну насосно-компрессорных труб, разбуривают трубопровод на прямых участках с отклонением от оси до 15° на 10 м. Предложенный способ обеспечивает разрушения в нефтепромысловом трубопроводе соляных отложений сульфата бария. 1 табл.

Изобретение относится к устройству и способу контроля очистки трубопровода при внутритрубной диагностике, и может быть использовано для определения степени загрязненности трубопровода и его готовности к пропуску внутритрубного ультразвукового дефектоскопа. Устройство состоит из корпуса, представляющего собой штангу, к которой прикреплено несколько фланцев. При этом к передним двум фланцам крепятся бампер и грузы, а к третьему фланцу крепятся полиуретановые конические полозья в сборе с цилиндрическими полозьями. Полиуретановые конические и цилиндрические полозья являются носителями имитаторов ультразвуковых датчиков, а полиуретановые конические полозья выполнены в виде упругих несущих элементов, к которым крепятся полиуретановые цилиндрические полозья, скрепленные между собой посредством листовых пружин и болтов с шайбами. Способ заключается в том, что устройство контроля очистки пропускают в трубопроводе, при этом в движение устройство контроля очистки трубопровода приводится посредством манжет потоком перекачиваемого продукта. В процессе пропуска устройства по участку трубопровода происходит осаждение твердых фракций парафина и попавших в нефть частиц грунта на поверхность имитаторов ультразвуковых датчиков, а после извлечения устройства из камеры приема производится визуальный осмотр и подсчет общего количества закрытых парафином имитаторов ультразвуковых датчиков и количества групп, состоящих из трех и более смежных имитаторов ультразвуковых датчиков, закрытых парафином. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении надежности и достоверности обнаружения загрязнений и, как следствие, повышение достоверности исследования трубопровода для избегания повреждения ультразвуковой диагностической аппаратуры. 2 н., 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации дымовых труб и может быть использовано для очистки и нанесения антикоррозийного покрытия на внутренние поверхности труб. Способ нанесения антикоррозийного покрытия на внутреннюю поверхность дымовой трубы заключается в механическом отделении отложений от поверхности трубы и удалении отложений из зоны очистки. Узел очистки запасовывают в дымовую трубу с помощью крана, центруют его в дымовой трубе, обеспечивают его движение вверх-вниз автокраном со скоростью 0,1 м/с, производят очистку дымовой трубы вращательным движением металлических щеток. После очистки внутренней поверхности дымовой трубы на устройство устанавливают узел покраски и распыляют раствор через форсунки, нанося на внутреннюю поверхность дымовой трубы антикоррозийное покрытие. Изобретение обеспечивает повышение качества антикоррозионного покрытия внутренней поверхности дымовой трубы, за счет улучшения очистки, и увеличение ее долголетия. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к эксплуатации трубопроводных систем, в частности к очистке внутренней поверхности трубопроводов от асфальтеносмолопарафиновых отложений. Устройство включает корпус, выполненный в виде пустотелой вытянутой полусферы из эластичного материала, с тыльной части корпуса выполнен углубленный вырез. По оси вращения устройства установлена сквозная металлическая трубка. С наружной стороны корпуса на металлическую трубку навинчена фигурная гайка, на которую насажены фторопластовые шайбы и фторопластовая манжета. Поверх манжеты закреплены фторопластовая втулка и полая лопасть, зафиксированные гайкой. Каналы лопасти связаны с внутренней полостью трубки через отверстия, выполненные по всему диаметру трубки. Фторопластовые манжета и втулка имеют отверстия, совмещенные с отверстиями в трубке. На противоположных сторонах лопасти расположены отверстия. Техническим результатом является повышение качества очистки внутренней поверхности трубопровода, повышение надежности работы устройства, упрощение конструкции устройства и процесса очистки. 2 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации дымовых труб и может быть использовано для очистки и нанесения антикоррозийного покрытия на внутренние поверхности труб. Очистка и нанесение покрытия производят последовательным многократным проходом сверху вниз и снизу вверх узла очистки и узла покраски (от 6 до 30 проходов). Применение предложенного устройства позволит повысить качество антикоррозионного покрытия за счет улучшения очистки внутренней поверхности дымовой трубы, увеличить срок эксплуатации трубы на 45% без изменения ее свойств и снизить экономические затраты на ее эксплуатацию. 3 ил.

Устройство для очистки самотечных трубопроводов содержит совмещенный водослив на тяговом тросе. В верхней части помещен водослив с тонкой стенкой, а нижняя часть совмещенного водослива является поплавковой, и в ней расположен обратный щелевой водослив, а крепящий трос подается в пульсирующем режиме. При этом осадок эффективно перемещается по дну коллектора за счет мощной струи, создаваемой обратным щелевым водосливом в нижней части. Устройство не касается всей поверхности коллектора, так как устанавливается в коллектор с круговым зазором 3-5 мм. В верхней части с тонкой стенкой создается гидравлический прыжок в нижнем бьефе совмещенного водослива, который транспортирует осадок на значительном расстоянии от совмещенного водослива. Пульсирующий режим крепящего троса создает пульсирующий режим совмещенного водослива, что позволяет очень эффективно перемещать осадок по течению без каких-либо дополнительных энергетических затрат. Предлагаемое устройство не требует дополнительных энергоустройств и может применяться в любой организации для создания надежной эксплуатации самотечных трубопроводов. 1 ил.
Наверх